晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)

晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件。它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下的薄片(在它的兩個對應(yīng)面上涂敷銀層作為電極)，還有IC芯片以及相應(yīng)的電阻電容和微小線路板組成的振蕩電路，再加上封裝外殼就構(gòu)成了晶體振蕩器，一般簡稱為晶振。其產(chǎn)品大多用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。

不同的工程使用，對晶體振蕩器頻率的技術(shù)性能要求不同。有的要求頻率短期穩(wěn)定度高；有的要求簡單好用；有的要求長期穩(wěn)定性高；有的要求開機(jī)后短時間內(nèi)能穩(wěn)定工作；有的要求能抗很強(qiáng)的沖擊與振動等等。

石英晶體振蕩器的應(yīng)用

石英鐘走時準(zhǔn)、耗電省為其優(yōu)點。不論是老式石英鐘或是新式多功能石英鐘都是以石英晶體振蕩器為電路，其頻率精度決定了電子鐘表的走時精度。石英晶體振蕩器原理的示意如圖3所示，其中V1和V2構(gòu)成CMOS反相器石英晶體Q與振蕩電容C1及微調(diào)電容C2構(gòu)成振蕩系統(tǒng)，這里石英晶體相當(dāng)于電感。振蕩系統(tǒng)的元件參數(shù)確定了振頻率。一般Q、C1及C2均為外接元件。另外R1為反饋電阻，R2為振蕩的穩(wěn)定電阻，它們都集成在電路內(nèi)部。故無法通過改變C1或C2的數(shù)值來調(diào)整走時精度。但此時仍可用加接一只電容C有方法，來改變振蕩系統(tǒng)參數(shù)，以調(diào)整走時精度。根據(jù)電子鐘表走時的快慢，調(diào)整電容有兩種接法:若走時偏快，則可在石英晶體兩端并接電容C，如圖4所示。此時系統(tǒng)總電容加大，振蕩頻率變低，走時減慢。若走時偏慢，則可在晶體支路中串接電容C。如圖5所示。此時系統(tǒng)的總電容減小，振蕩頻率變高，走時增快。只要經(jīng)過耐心的反復(fù)試驗，就可以調(diào)整走時精度。因此，晶振可用于時鐘信號發(fā)生器。

晶體振蕩器廣泛應(yīng)用

晶體振蕩器被廣泛應(yīng)用到軍、民用通信電臺，微波通信設(shè)備，程控電話交換機(jī)，無線電綜合測試儀，BP機(jī)、移動電話發(fā)射臺，頻率計數(shù)器、GPS、通信、遙控移動設(shè)備等。它有多種封裝，特點是電氣性能規(guī)范多種多樣。它有好幾種不同的類型：電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）、恒溫晶體振蕩器（OCXO），以及數(shù)字補(bǔ)償晶體振蕩器（MCXO或DTCXO），每種類型都有自己的性能。如果需要使設(shè)備即開即用，您就必須選用VCXO或溫補(bǔ)晶振，如果要求穩(wěn)定度在0.5ppm以上，則需選擇數(shù)字溫補(bǔ)晶振（MCXO）。模擬溫補(bǔ)晶振適用于穩(wěn)定度要求在5ppm～0.5ppm之間的需求。VCXO只適合于穩(wěn)定度要求在5ppm以下的產(chǎn)品。在不需要即開即用的環(huán)境下，如果需要信號穩(wěn)定度超過0.1ppm的，可選用OCXO。

低噪聲晶體振蕩器對電子產(chǎn)品穩(wěn)定度的影響

低噪聲 晶振在精密電子儀器，無線電定位，高速目標(biāo)跟蹤和宇航通信等領(lǐng)域十分重要，假設(shè)有一個微處理器系統(tǒng)，其中處理器的時鐘上升前需要1ns 的數(shù)據(jù)設(shè)置。如果時鐘的周期抖動為-1.5ns，那么時鐘的上升沿可能發(fā)生在有效期之前。因此微處理器將顯示不正確的數(shù)據(jù)；假設(shè)另一個微處理器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求保持時間為 2ns，但是時鐘抖動為±1.5ns，那么數(shù)據(jù)保持時間實際上減少到 0.5ns，因此微處理器也將顯示不正確的數(shù)據(jù)。